FGHL50T65MQD：650V、50A場(chǎng)截止溝槽IGBT的技術(shù)解析

在電力電子領(lǐng)域，IGBT（絕緣柵雙極型晶體管）作為關(guān)鍵的功率半導(dǎo)體器件，廣泛應(yīng)用于各種電力轉(zhuǎn)換和控制電路中。今天，我們來(lái)深入探討一款來(lái)自安森美（onsemi）的場(chǎng)截止溝槽IGBT——FGHL50T65MQD。

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產(chǎn)品概述

FGHL50T65MQD采用了場(chǎng)截止第四代中速I(mǎi)GBT技術(shù)和全電流額定共封裝二極管技術(shù)。它具有650V的耐壓和50A的額定電流，適用于多種典型應(yīng)用場(chǎng)景。

產(chǎn)品特性

• 高結(jié)溫能力：最大結(jié)溫可達(dá)175°C，這使得它能夠在高溫環(huán)境下穩(wěn)定工作，擴(kuò)大了其應(yīng)用范圍。
• 正溫度系數(shù)：具有正溫度系數(shù)，便于并聯(lián)操作，可提高系統(tǒng)的功率處理能力。
• 高電流能力：能夠承受較高的電流，滿足高功率應(yīng)用的需求。
• 低飽和電壓：典型飽和電壓VCE(sat)在IC = 50A時(shí)為1.45V，有助于降低功率損耗，提高系統(tǒng)效率。
• 全面測(cè)試：100%的器件經(jīng)過(guò)ILM測(cè)試，保證了產(chǎn)品的可靠性。
• 優(yōu)化的開(kāi)關(guān)特性：開(kāi)關(guān)過(guò)程平滑，參數(shù)分布緊密，有助于減少電磁干擾。
• 環(huán)保合規(guī)：符合RoHS標(biāo)準(zhǔn)，滿足環(huán)保要求。

典型應(yīng)用

• 太陽(yáng)能逆變器：在太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)中，將直流電轉(zhuǎn)換為交流電，實(shí)現(xiàn)電能的高效轉(zhuǎn)換。
• UPS和ESS：用于不間斷電源和儲(chǔ)能系統(tǒng)，保障電力供應(yīng)的穩(wěn)定性。
• PFC和轉(zhuǎn)換器：功率因數(shù)校正和直流 - 直流轉(zhuǎn)換，提高電能質(zhì)量和轉(zhuǎn)換效率。

產(chǎn)品參數(shù)

最大額定值

熱特性

電氣特性

關(guān)斷特性

• 集電極 - 發(fā)射極擊穿電壓：VGE = 0V，IC = 1mA時(shí)，BVCES為650V。
• 擊穿電壓溫度系數(shù)：VGE = 0V，IC = 1mA時(shí)，BVCES/TJ為 - 0.6V/°C。
• 集電極 - 發(fā)射極截止電流：VGE = 0V，VCE = 650V時(shí)，ICES最大為250μA。
• 柵極泄漏電流：VGE = 20V，VCE = 0V時(shí)，IGES最大為±400nA。

導(dǎo)通特性

• 柵極 - 發(fā)射極閾值電壓：VGE = VCE，IC = 50mA時(shí)，VGE(th)在3.0 - 6.0V之間。
• 集電極 - 發(fā)射極飽和電壓：VGE = 15V，IC = 50A時(shí)，典型值為1.45V；TJ = 175°C時(shí)，典型值為1.77V。

動(dòng)態(tài)特性

• 輸入電容：VCE = 30V，VGE = 0V，f = 1MHz時(shí)，Cies典型值為3226pF。
• 輸出電容：Coes典型值為85pF。
• 反向傳輸電容：Cres典型值為10pF。
• 柵極總電荷：VCE = 400V，IC = 50A，VGE = 15V時(shí)，Qg典型值為94nC。
• 柵極 - 發(fā)射極電荷：Qge典型值為17nC。
• 柵極 - 集電極電荷：Qgc典型值為22nC。

開(kāi)關(guān)特性（感性負(fù)載）

不同溫度和電流條件下，開(kāi)關(guān)時(shí)間和開(kāi)關(guān)損耗有所不同。例如，在TC = 25°C，VCC = 400V，IC = 50A，RG = 10，VGE = 15V的感性負(fù)載條件下，開(kāi)通延遲時(shí)間td(on)典型值為23ns，上升時(shí)間tr典型值為34ns，關(guān)斷延遲時(shí)間td(off)典型值為120ns，下降時(shí)間tf典型值為46ns，開(kāi)通開(kāi)關(guān)損耗Eon典型值為1.05mJ，關(guān)斷開(kāi)關(guān)損耗Eoff典型值為0.70mJ，總開(kāi)關(guān)損耗Ets典型值為1.75mJ。

二極管特性

• 二極管正向電壓：IF = 50A，TC = 25°C時(shí)，VFM典型值為2.45V；TC = 175°C時(shí)，典型值為2.2V。
• 反向恢復(fù)能量：IF = 50A，dlF/dt = 200A/μs，TC = 175°C時(shí)，Erec典型值為57μJ。
• 二極管反向恢復(fù)時(shí)間：IF = 50A，dlF/dt = 200A/μs，TC = 25°C時(shí)，Trr典型值為32ns；TC = 175°C時(shí)，典型值為202ns。
• 二極管反向恢復(fù)電荷：IF = 50A，dlF/dt = 200A/μs，TC = 25°C時(shí)，Qrr典型值為46nC；TC = 175°C時(shí)，典型值為814nC。

典型特性曲線

文檔中提供了一系列典型特性曲線，包括輸出特性、飽和電壓特性、電容特性、柵極電荷特性、開(kāi)關(guān)特性、開(kāi)關(guān)損耗特性、正向特性、反向恢復(fù)特性和瞬態(tài)熱阻抗特性等。這些曲線直觀地展示了器件在不同條件下的性能表現(xiàn)，對(duì)于工程師進(jìn)行電路設(shè)計(jì)和性能評(píng)估具有重要的參考價(jià)值。

總結(jié)

FGHL50T65MQD作為一款高性能的場(chǎng)截止溝槽IGBT，具有高結(jié)溫、低飽和電壓、優(yōu)化的開(kāi)關(guān)特性等優(yōu)點(diǎn)，適用于太陽(yáng)能逆變器、UPS、PFC和轉(zhuǎn)換器等多種應(yīng)用場(chǎng)景。工程師在設(shè)計(jì)電路時(shí)，可以根據(jù)其參數(shù)和特性曲線，合理選擇工作條件，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的高效穩(wěn)定運(yùn)行。大家在實(shí)際應(yīng)用中，有沒(méi)有遇到過(guò)類(lèi)似IGBT的使用問(wèn)題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。